JPH01281160A - 電気式オイルフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電気式オイルフィルタに関するものである。

（従来の技術と課題） 自動車等の内燃機関にはオイルを濾過するためにオイル
フィルタが付設されている。

しかし従来のオイルフィルタは、含塵オイルを濾材に通
し、物理的に塵を捕集する構成であったので、特に微細
なカーボン粒子の濾過効率が低かった。

このためオイル中のカーボン量が多いディーゼルエンジ
ンではより濾過効率の高いオイルフィルタが求められて
いた。

本発明の目的はカーボン粒子を効率よく捕集することが
できるオイルフィルタを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため本発明は、カーボン粒子の分離
可能な孔径を有する分離膜の両側に直流高電圧を印加し
た正電極と負電極を対向配置し、前記分離膜の正電極側
から負電極側へオイルを浸透させるようにしたものであ
る。

（作　用） 前記の如く構成した電気式オイルフィルタでは、オイル
が分離膜を浸透する際にオイル中のカーボン粒子が負電
極によって負に帯電して正電極側に吸引されるとともに
、残りのカーボン粒子は分離膜によって流出が阻止され
るのでカーボン粒子を高効率で除去することができる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は第１実施例に係る電気式オイルフィルタ１の縦断
面を示したものである。このオイルフィルタ１は有底円
筒状で絶縁性のケース２を有し、このケース２内に正電
極となる外筒電極３および負電極となる内筒電極４が所
定の間隔をあけて同心的に配設されている。ケース２の
開口端は端板５で閉塞され、この端板５に形成した入口
孔６と出口孔７からオイルの流入、流出をさせるように
している。内筒電極４の外周面は分離膜８によって完全
に被覆され、外筒電極３と内筒電極４との間に流入した
オイルが分離膜８を浸透して内筒電極４の内側に流れ、
その後出口孔７からケース２外に出るようになっている
。

以下各部の構造をさらに詳しく説明する。

ケース２の開口端にはフランジ部２ａが形成され、この
フランジ部２ａと端板５の周縁部５ａとが複数本のボル
ト１２およびナツト１３によって油密に締結されている
。なおフランジ部２ａと周縁部５ａの当接面にはシール
リング１４が配役されている。

外筒電極３はケース２の内周面に嵌合されており、端板
５に挿入されたボルト端子１５に接続されている。一方
、内筒電極４はケース２の中心近傍に配設されている。

この内筒電極４の一端はケース２の底壁部２ｂ中央に貫
通させたボルト端子１６に接続され、他端は端板５の出
口孔７周囲に配設したゴムプレート１７に圧着している
。内筒電極４には多数の小孔１８が形成されており、分
離膜８を浸透したオイルがこの小孔１８を通過するよう
になっている。

内筒電極４の外周面を被覆する分離膜８は例えばテフロ
ン膜で構成する。このテフロン膜は微小な孔を有してい
るのでオイル中のカーボン粒子を濾過、分離することが
できる。テフロン膜の孔径は通常０，５〜３声程度で実
用可能である。分離膜としはテフロン膜の他にガラス繊
維やニトロセルロースの膜を用いることも可能である。

電気時オイルフィルタ１は上述の如く構成され、２つの
ボルト端子１５．１６を直流高電圧発生装置１９に接続
し、バッテリ２０から入電圧を例えば約ＩＫｖに昇圧し
て正電圧を外筒電極３に、負電圧を内筒電極にそれぞれ
印加し、この状態で入口孔６からケース２内にオイルを
導入すると、オイル中のカーボン粒子の大部分が外筒電
極３側に吸引され、残りのカーボン粒子は分離膜８によ
って濾過、分離される。すなわち、分ＭＪＩＩ８は負に
帯電しているのでこの分離膜８の周囲で浮遊しているカ
ーボン粒子が負電荷を得て負に帯電し、クーロン力によ
って外筒電極３側に吸引される。この吸引されたカーボ
ン粒子は一部は外筒電極３の内周面に付着して捕捉され
、残りは外筒電極３の近傍にカーボン粒子のいわゆる濃
縮層を形成する。

このように本発明に係る電気式オイルフィルタ１は静電
気力と分離膜８を組合わせてカーボン粒子を除去してい
るので濾過効率の点で非常に優れている。

次に本発明の効果を確認するために行った実験について
説明する。第２図はこの実験に用いた装置２３の縦断面
を示している。装置２３は縦形の円筒ケース２４内に上
から正電極板２５、分離膜（テフロン膜）２６および負
電極板２７を配設する。正電極板２５と分離膜２６との
間は濃縮層を貯めれるようにやや広く　（この場合は５
ｍ■）あけておく。電極板２５．２７にはオイルが通過
できるように多数の小孔２８を形成しておく。負電極板
２７の下側のオイル溜室２９には真空ポンプ３０を接続
し、必要に応じてオイル溜室２９を減圧できるようにし
ておく。このような装置２３で正電極板２５の上に廃油
３２を流し込んで濾過効率を調べた結果を下表に示す。

表 ＊上記不溶分は濾過前のものである。

表中の左列は電極板２５．２７を無荷電にした実験結果
を示し、右列は６．５Ｋｖ１５ｍｍを荷電した実験結果
を示している。いずれもオイル溜室２９の圧力を大気圧
と２００＋ｖｓＨｇの負圧の状態にしてオイル流量を調
べた。

表より荷電した場合の方がしない場合よりもカーボン除
去量が約３０倍増大したことが確認された。この量は十
分実用化できる値である。

なお、電極板２５．１７の電圧と濾過効率との間には第
３図に示すような相関関係があり、ＩＫｖ　／　５　ａ
ｍ以下では濾過作用が十分に発揮されないことが分った
。従って前記第１実施例の電極３゜４には少なくともＩ
　Ｋ　ｖ　／　５２１以上の電圧をかけることが望まし
い。なお第３図のＯ印は実験値を示す。

次に本発明の第２実施例を第４図〜第８図に基づいて説
明する。第４図は第２実施例に係る電気式オイルフィル
タ３５の縦断面を示したものである。このオイルフィル
タ３５は有底円筒状をなす薄肉のケース３６を有し、こ
のケース３６内にフィルタユニット３７を収納している
。ケース３６の開口端は端板３８で閉塞され、この端板
３８に形成した複数の入口孔３９からケース３６内にオ
イルを導入するようになっている０また端板３８の中央
部には出口孔４０が形成され、この出口孔４０からカー
ボンを除去されたオイルが排出されるようになっている
。なお端板３８の周縁部外側面には環状の押え板４１に
よって支持されており、この押え板４１の周縁部はケー
ス３６の開口端にヘミングプレスにて一体的に連結され
ている。

フィルタユニット３７は孔あきの電極板と濾材を交互に
積層したものであって、フィルタユニット３７の外周側
から内周側へオイルを通過させるようになっている。こ
のフィルタユニット３７の積層段数を少なくしたフィル
タユニット３７−２を第５図に示す。この第５図により
フィルタユニット３７の構造を説明すると、フィルタユ
ニット３７−２の両端に端板４４．４５が配設され、−
方の端板４４の中央部には雌ねじ部４６を有するボス部
４７が形成されている。ボス部４７は第４図に示す如く
端板３８の出口孔４０の外周に形成された雄ねじ部４２
に螺合されている。他方の端板５は絶縁材で構成され、
その中央部には穴４８が形成されている。

端板４４と４５の間には正の電極板５０ａ〜５０ｃと負
の電極板５１ａ〜５１ｃおよび濾材５２゜５３が交互に
積層され、またフィルタユニット３７内にオイル通路を
画成するとともに濾材５２゜５３が圧縮されるのを防止
するため２種類のスペーサ５４．５５が濾材５２，５３
と同一層に配設されている。正の電極板５０ａ〜５０ｃ
は端板４５の内側に配設した親電極５６に接続され、こ
の親電極５６は端板４５の穴４８から挿入されたばね５
７と絶縁ブツシュ６５に挿通されたリード線５８を介し
て直流高電圧発生装置５９を正極に接続されている。一
方、負の電極板５１ａ〜５１ｃは端板４４に接続され、
この端板４４は端板３８およびケース３６を介し、リー
ド線６０により直流高電圧発生装置５９の負極に接続さ
れている。

この直流高電圧発生装置５９はバッテリ４３の電圧を数
Ｋｖに昇圧するようになっている。なお電極板５１ａ〜
５１ｃの側面（正の電極板５０ａ〜５０ｃに対向した側
面）には分離膜６１が張付けられている。この分離膜６
１は第１実施例で用いたのと同様のテフロン膜等で構成
する。

スペーサ５４．５５は絶縁ゴム製であって第６図および
第７図に示す形状をしている。すなわち、一方のスペー
サ５４はリング状をなし、中心に穴５２ａがあいた円盤
状の濾材５２の外周に嵌合配置される。また他方のスペ
ーサ５５は環状部５５ａから３本の腕部５５ｂが外側に
延びた形状をなし、腕部５５ｂ相互間に扇形状をなす３
枚の濾材５３が配置されるようになっている。スペーサ
５４．５５にはそれぞれ３つの通し孔６２．６３が形成
され、第８図に示す如く端板４４と５５を相互に締付け
るボルト４９が通し孔６２．６３に挿通されるようにな
っている。なお親電極５６の内側にはめくら板６５が配
置され、このめくら板６５でフィルタユニット３７の中
心孔６４の一端が閉塞されている。

上述したオイルフィルタ３５では第４図で入口孔３９か
らケース３６内に導入されたオイルはフィルタユニット
３７の外周に濾材５３の側面から浸透する。濾材５３に
浸透したオイル中のカーボン粒子は電極５１ａ〜５１ｃ
によって負に帯電してその大部分が正の電極５０ａ〜５
０ｃに吸引される。また残りのカーボン粒子は分離膜６
１で分離、濾過される。カーボン粒子の大半が除去され
たオイルは負の電極板５１ａ〜５１ｃと正の電極板５０
ａ〜５０ｃのそれぞれの小孔を通って濾材５２の両面に
浸透する。そして濾材５２によってさらに濾過された後
その内周面から中心孔６４に出て出口孔４０から外部に
排出される。

このように上記オイルフィルタ３５では電極５０ａ　〜
５０ｃ、５１ａ　〜５１ｃの両側に濾材５２゜５３を配
設しているので濾過効率が一段と高まり、特にカーボン
の濃縮層が濾材５２，５３で保持されるので大量の濃縮
層を安定的に貯えることができ、オイルフィルタ３５の
寿命延、長を図れる。

以上本発明の一実施例につき説明したが、本発明は上記
実施例に限定されることなく種々の変形が可能であり、
例えば分離膜はテフロン膜以外にニトロセルロース膜等
で構成してもより、また、これらの膜を菊花状に折曲し
ても良い。

（発明の効果） 本発明は上述の如く、オイル中のカーボン粒子を直流高
電圧による静電気力で捕集するとともに分離膜で分離し
て捕集するようにしているのでカーボン粒子の濾過効率
が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る電気式オイルフィル
タの縦断面図、第２図は濾過効率実験装置の縦断面図、
第３図は電極間電圧と濾過効率との関係グラフ、第４図
は本発明の第２実施例に係る電気式オイルフィルタの縦
断面図、第５図は同オイルフィルタのフィルタユニット
の基本構造を示す縦断面図、第６図および第７図はスペ
ーサの平面図、第８図は第５図の■−■線矢視縦断面図
である。 ３・・・・・・外筒電極 ４・・・・・・内筒電極 ８．２６．６１・・・分離膜 １９．５９・・・直流高電圧発生装置 ５１ａ〜５１ｃ・・・負の電極板 ５２．５３・・・濾　材 特許出願人　　　　　　東京濾器株式会社代　理　人　
　　　　　弁理士　−色健輔同　　　　　　　　弁理士
　松本雅利 濾過効率　　　（％） Ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　カーボン粒子の分離可能な孔径を有する分離膜の両側
   に直流高電圧を印加した正電極と負電極を対向配置し、
   前記分離膜の正電極側から負電極側へオイルを浸透させ
   るように構成した電気式オイルフィルタ。